[发明专利]一种高阻燃防火电缆及其制备方法

说明书

本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种高阻燃防火电缆及其制备方法，由内而外依次包括：电缆芯、屏蔽层、阻燃防火外套层，所述阻燃防火外套层包括以下质量份原料：聚苯乙烯100份、低密度聚乙烯30‑40份、甲基乙烯基硅橡胶20‑25份、引发剂1‑2份、硼酸盐‑植酸盐阻燃剂8‑12份、八乙烯基POSS改性氢氧化锆15‑20份。本发明利用硼酸盐‑植酸盐阻燃剂有效提高了阻燃防火电缆的阻燃性能和耐火性能，且提高了电缆的力学性能，不易开裂。

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种高阻燃防火电缆及其制备方法。

背景技术

阻燃防火电缆是一种具有良好阻燃性能、耐火性能的电缆，阻燃性能符合IEC60332-3标准规定，能在火灾条件下保持一定时间内的电力传输。现有阻燃防火电缆主要通过直接物理添加无机阻燃剂或有机阻燃剂颗粒、无机耐火材料，以提高其阻燃性能和耐火性。如公告号为CN112908542B的发明专利，公开一种防火阻燃电缆及其制备方法，该防火阻燃电缆，包括电缆芯，所述电缆芯的外部从内至外依次包覆有隔离层和防火阻燃护套层，所述防火阻燃护套层包括如下重量份数的原料：80-90份聚苯乙烯；35-40份辛癸酸三羟甲基丙烷酯；

15-25份偶氮苯-4,4-二羧酸；16-20份氧化锆；10-15份二氯甲烷；0.6-1.2份催化剂；通过辛癸酸三羟甲基丙烷酯和偶氮苯-4,4-二羧酸的缩合产物在燃烧后产生氨气，抑制电缆的燃烧，达到阻燃效果；通过氧化锆颗粒提高电缆的防火阻燃效果。但是，由于阻燃剂颗粒、无机耐火材料与高分子树脂体系存在相容性问题，现有直接以物理掺杂的方式引入外套层中，影响电缆的力学性能和使用寿命。

此外，随着电力系统对电缆的阻燃防火性能要求的不断提高，如何开发一种新型氮磷硼膨胀型阻燃剂以进一步提高阻燃防火电缆的阻燃性能，是亟待解决的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种高阻燃防火电缆及其制备方法，一方面，解决现有阻燃防火电缆力学性能差、易出现裂纹的问题，另一方面，研制一种电缆用新型阻燃剂，以进一步提高阻燃防火电缆的阻燃性能。

基于上述目的，本发明提供了一种高阻燃防火电缆，由内而外依次包括：电缆芯、屏蔽层、阻燃防火外套层，所述阻燃防火外套层包括以下质量份原料：聚苯乙烯100份、低密度聚乙烯30-40份、甲基乙烯基硅橡胶20-25份、引发剂1-2份、硼酸盐-植酸盐阻燃剂8-12份、八乙烯基POSS改性氢氧化锆15-20份；

其中，硼酸盐-植酸盐阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：

I：将植酸加入去离子水中，搅拌溶解后，得植酸溶液；

II：将4-乙烯基苯硼酸加入无水乙醇中，搅拌溶解后，得4-乙烯基苯硼酸溶液；

III：将所得植酸溶液与所得4-乙烯基苯硼酸溶液混合均匀后，加入三亚乙基四胺，再移至反应釜中，60-110℃反应5-8h，再于95℃旋转蒸发去除乙醇溶液，再于80℃真空干燥0.5-1h，得硼酸盐-植酸盐阻燃剂；

该硼酸盐-植酸盐阻燃剂的合成反应方程式如下：

进一步地，所述植酸、去离子水、4-乙烯基苯硼酸、无水乙醇、三亚乙基四胺的用量比例为10mmol:(50-60)mL:60mmol:(40-50)mL:60mmol。

进一步地，所述八乙烯基POSS改性氢氧化锆的制备方法，包括以下步骤：

A.制备氢氧化锆前驱体溶液：将锆酸四丁酯滴加至50wt%乙醇溶液中，搅拌均匀后，再滴加三乙醇胺催化剂，30-40℃搅拌预水解6-12h，得氢氧化锆前驱体溶液；